JP3913315B2 - 発電制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用の発電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電制御装置は発電機（以下、オルタネータという）の発電を制御するもので、特開平４−２０３２２５号公報には、オルタネータの回転数が低い状態を低発電能力状態とし、所定時間ごとに低発電能力状態時間を積算し、その積算値の所定時間に対する割合すなわちアイドル割合が所定の割合よりも大きくなった時にエンジンのアイドル回転数を高くする制御技術が開示されている。
【０００３】
この制御技術によれば、都市圏では信号が多くアイドル割合が高いため、アイドル回転数が高くなって発電量が増加しバッテリの過放電の防止が図られる。また高速道路等ではアイドル割合が低いため、アイドル回転数が低くなって発電量が抑制され燃費の向上が図られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら都市圏でも夜間にはアイドル割合が高くとも走行中は比較的スムーズに交通が流れるため、照明等である程度の電気負荷があっても走行中にバッテリが十分に充電され、上記特開平４−２０３２２５号公報記載の制御技術ではバッテリはかえって過充電気味となったりアイドル回転数が上昇することで燃費の悪化を招くおそれがある。また高速道路等における渋滞のように２０ｋｍ／ｈ程度のノロノロ走行が延々と続く場合にはアイドル割合が低いにもかかわらずバッテリは十分に充電されないため、上記特開平４−２０３２２５号公報記載の制御技術を用いた車両では過放電となるおそれがある。
【０００５】
そこで本発明は、車両の状態に合わせて適切な発電の制御をする発電制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、車載のエンジンにより駆動されて発電しバッテリ電圧を調整電圧に維持するレギュレータを備えた発電機の発電を制御する発電制御装置において、エンジン平均回転数演算手段によりエンジン回転数の所定時間ごとの平均回転数を演算し、電気負荷状態検出手段により負荷手段への給電状態から電気負荷を検出し、これらの結果に基づいて調整電圧補正手段が、平均回転数が高いほどまたは電気負荷が小さいほど調整電圧を低く設定する構成とする。
【０００７】
平均回転数が高く電気負荷が小さいほどバッテリの充電の要請が低いから、調整電圧が低く設定されて、エンジンの負荷が軽減し燃費の低下が防止されるとともに、充電受け入れ性が抑制され過充電が防止される。反対に平均回転数が低く電気負荷が大きいほどバッテリの充電の要請が高いから、調整電圧が高く設定され、充電受け入れ性が高められて過放電が防止される。
【０００８】
請求項２記載の発明では、アイドル回転数が制御される車載のエンジンにより駆動されて発電する発電機の発電を制御する発電制御装置において、エンジン平均回転数演算手段によりエンジン回転数の所定時間ごとの平均回転数を演算し、電気負荷状態検出手段により負荷手段への給電状態から電気負荷を検出し、これらの結果に基づいてアイドル回転数補正手段が、平均回転数が高いほどまたは電気負荷が小さいほどアイドル回転数を低く設定する構成とする。
【０００９】
平均回転数が高く電気負荷が小さいほどバッテリの充電の要請が低いから、アイドル回転数が低く設定されて、燃費の低下と過充電とが防止される。平均回転数が低く電気負荷が大きいほどバッテリの充電の要請が高いから、アイドル回転数が高く設定され、発電量が増加して過放電が防止される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の発電制御装置を用いた車両用の給電システムの構成図を示す。給電システムは、電装部７の負荷手段たる各電気機器７ａに給電するためにオルタネータ５とバッテリ６とを備えており、オルタネータ５はエンジン１の駆動力により発電するようになっている。エンジンＥＣＵ４はマイクロコンピュータ等で構成され、エンジン１と双方向の通信をしてエンジン１の制御を行うとともに、発電の制御をするようになっている。
【００１１】
オルタネータ５は、エンジン１の出力軸と図略のベルトを介して連結する電機子５ａと、バッテリ６より通電されて界磁を発生する界磁巻線５ｂとを有し、電機子５ａより発電出力を得るようになっている。
【００１２】
オルタネータ５にはバッテリ６から界磁巻線５ｂへの通電を制御するレギュレータ５ｃが付設され、発電出力を加減することでバッテリ６の電圧を所定の調整電圧に維持するようになっている。
【００１３】
エンジン１は、アイドリング時の空気の供給量を調整するスロットルバルブ２ａをアクチュエータ２ｂが駆動する公知のアイドリング回転数調整機構２を備え、アクチュエータ２ｂはエンジンＥＣＵ４により制御される。またエンジン１はエンジン回転数を検出する公知のエンジン回転数センサ３を備え、その検出信号がエンジンＥＣＵ４に入力している。
【００１４】
電装部７は、電気機器７ａがヘッドライト、フォグランプ、リアウィンドー防曇用の熱線等でなり、その給電状態を示すスイッチ７ｂのオンオフはエンジンＥＣＵ４により知られる。電気負荷状態検出手段４ｂとしてのエンジンＥＣＵ４はスイッチ７ｂがオンしている電気機器７ａの定格電力等から電気負荷を求めるようになっている。
【００１５】
エンジンＥＣＵ４はまた、エンジン回転数センサ３の検出信号および電装部７のスイッチ７ｂのオンオフより知られる電気機器７ａの給電状態に基づいてオルタネータ５の調整電圧およびアイドル回転数の各補正量を演算し、レギュレータ５ｃにおける調整電圧を変更するとともに、アイドリング回転数調整機構２のアクチュエータ２ｂを駆動してアイドル回転数を変更する。
【００１６】
上記発電制御装置の作動を説明する。図２はエンジンＥＣＵ４の制御フローで、イグニションキーがオンすると開始される。まずステップＳ１ではアイドル回転数補正量ΔＮ_eup 、調整電圧補正量ΔＶ_reg を「０」に初期化する。
【００１７】
ステップＳ２〜Ｓ６はエンジン平均回転数演算手段４ａ（図１）としての作動で、ステップＳ２ではエンジン回転数積算変数Ｎ_esumと、経過時間カウント変数Ｔとを「０」に初期化する。ステップＳ３〜Ｓ５は１秒ごとに実行され、ステップＳ３ではエンジン回転数センサ３で検出されるエンジン回転数Ｎ_e を所定のインターバルである１秒間隔で読み込み、ステップＳ４ではエンジン回転数積算変数Ｎ_esumを、これにステップＳ３で読み込んだエンジン回転数Ｎ_e を加算して更新する。また経過時間カウント変数Ｔを、これに「１」加算して更新する。ステップＳ５では経過時間カウント変数Ｔを２００と比較し、これよりも小さければステップＳ３に戻り、１秒ごとにステップＳ３〜Ｓ５が繰り返される。
【００１８】
ステップＳ５において時間カウント変数Ｔが２００に達するとステップＳ５からステップＳ６に進む。ステップＳ６ではエンジン回転数積算変数Ｎ_esumを経過時間カウント変数Ｔ（＝２００）で除してエンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉を演算する。ここでエンジン回転数積算変数Ｎ_esumは所定時間（２００秒）に読み込まれた２００のエンジン回転数Ｎ_e の積算値であり、エンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉は所定時間（２００秒）におけるエンジン回転数Ｎ_e の平均回転数である。
【００１９】
ステップＳ７〜Ｓ１０は調整電圧補正手段４ｃ、アイドル回転数補正手段４ｄとしての作動である。ステップＳ７ではエンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉を予め設定したしきい値である１５００ｒｐｍと比較し、１５００ｒｐｍよりも大きければ発電を十分に行い得ると判断しステップＳ９に進む。ステップＳ９ではアイドル回転数補正量ΔＮ_eup を０とするとともに、調整電圧補正量ΔＶ_reg を、これから０．５Ｖ減算して更新しバッテリ６の充電受け入れ性を抑制して過充電を防止する。
【００２０】
ステップＳ７においてエンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉が１５００ｒｐｍ以下であればステップＳ８に進み、電装部７のスイッチ７ｂのオンオフからもとめた電気負荷の大小を判断する。この判断は例えば予め設定した所定のしきい値と比較することで行われる。電気負荷が小であれば過充電のおそれありと判断し上記ステップＳ９に進む。
【００２１】
ステップＳ８において電気負荷が大であれば過放電のおそれありと判断しＳ１０に進む。Ｓ１０ではアイドル回転数補正量ΔＮ_eup を、これに５０ｒｐｍ加算して更新し、アイドリング時における発電量を増加するとともに、調整電圧補正量ΔＶ_reg を、これに０．５Ｖ加算して更新し、バッテリ６の充電受け入れ性を向上せしめる。
【００２２】
その後の２００秒間、以降の２００秒間にもステップＳ２〜Ｓ１０が繰り返され、アイドル回転数補正量ΔＮ_eup 、調整電圧補正量ΔＶ_reg が更新される。
【００２３】
以上のような本発明の発電制御装置によれば、例えば都市圏でも夜間走行するときにはエンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉は比較的高くなっているからバッテリ６の充電の要請は低くステップＳ７からステップＳ９に進み、調整電圧やアイドル回転数が低く設定され、過充電が防止されるとともに、エンジン１の負荷が軽減されて燃費が向上する。
【００２４】
また高速道路における渋滞時等にはエンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉は低くなっているから、電気負荷が大きくバッテリ６の充電の要請が高ければステップＳ７からステップＳ８を経てステップＳ１０に進み、調整電圧やアイドル回転数が高く設定され、過放電が防止される。なお高速道路における渋滞時等でも電気負荷が小さければステップＳ８からステップＳ９に進み、過充電の防止と燃費の向上を図る。
【００２５】
なおアイドル回転数補正量ΔＮ_eup 、調整電圧補正量ΔＶ_reg が更新される所定時間、エンジン回転数Ｎ_e を読み込むインターバル、エンジン平均回転数〈Ｎ_e 〉のしきい値、補正量の加減幅等は本実施形態に記載のものに限定されるものではなく、バッテリやエンジン等の仕様に応じ適宜設定する。
【００２６】
本実施形態では、調整電圧の補正とアイドル回転数の補正との両方を行っているが、簡単にはいずれかだけの構成としてもよい。またエンジン平均回転数と電気負荷とに基づいて状態を過充電のおそれがある状態と過放電のおそれがある状態と２つに分けて調整電圧等を設定しているが、状態をさらに細分化し、エンジン平均回転数が小で電気負荷が大なる状態からエンジン平均回転数が大で電気負荷が小なる状態へと向かうにつれて補正量を小さくするように設定してもよい。また補正量は本実施形態のようなステップ式ではなく連続式でもよい。
【００２７】
電気負荷は各電気機器のオンオフより求めているが、電気機器への供給電流を測定してこれより電気負荷を求める構成としてもよい。あるいは簡単にはヘッドライト等の消費電力の多い電気機器のうちオンしているものの数で電気負荷を測ってもよい。
【００２８】
エンジンＥＣＵにおける上述の発電制御機能はレギュレータＥＣＵが実行する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の発電制御装置の全体構成図である。
【図２】本発明の発電制御装置の作動を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
４ エンジンＥＣＵ（エンジン平均回転数演算手段、電気負荷状態検出手段、調整電圧補正手段、アイドル回転数補正手段）
５ オルタネータ（発電機）
５ｃ レギュレータ
６ バッテリ
７ａ 電気機器（負荷手段）

Claims (2)

1. 車載のエンジンにより駆動されて発電し、負荷手段に給電するバッテリを充電する発電機であって、バッテリ電圧を調整電圧に維持するレギュレータを備えた発電機の発電を制御する発電制御装置において、エンジン回転数の所定時間ごとの平均回転数を演算するエンジン平均回転数演算手段と、負荷手段への給電状態から電気負荷を検出する電気負荷状態検出手段と、エンジン平均回転数演算手段により演算された平均回転数と電気負荷状態検出手段により検出された電気負荷とに基づいて調整電圧を補正する調整電圧補正手段であって、平均回転数が高いほどまたは電気負荷が小さいほど調整電圧を低く設定する調整電圧補正手段とを具備することを特徴とする発電制御装置。
2. アイドル回転数が制御される車載のエンジンにより駆動されて発電し、負荷手段に給電するバッテリを充電する発電機の発電を制御する発電制御装置において、エンジン回転数の所定時間ごとの平均回転数を演算するエンジン平均回転数演算手段と、負荷手段への給電状態から電気負荷を検出する電気負荷状態検出手段と、エンジン平均回転数演算手段により演算された平均回転数と電気負荷状態検出手段により検出された電気負荷とに基づいてアイドル回転数を補正するアイドル回転数補正手段であって、平均回転数が高いほどまたは電気負荷が小さいほどアイドル回転数を低く設定するアイドル回転数補正手段とを具備することを特徴とする発電制御装置。

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